[发明专利]硅太阳能电池用背电极铝浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅太阳能电池用背电极铝浆及其制备方法。

背景技术

作为重要的清洁能源，近年来硅太阳能电池呈现快速增长趋势，而硅太阳能电池的重要耗材之一的导电浆料需求也日益增长。硅太阳能电池用导电浆料主要包括正电极银浆、背电极银铝浆和背电极铝浆三部份，其中背电极铝浆由铝粉、无机玻璃相和有机载体经辊压而成。通常采用丝网印刷技术将背电极铝浆涂覆于太阳能电池硅片的背面，再经隧道炉快速热处理(RTP，Rapid Temperature Process)在太阳能电池硅片的背面形成硅-铝层，即铝背场(BSF，Back SurfaceField)。该铝背场可消除硅与金属电极之间的肖特基势垒，实现良好的欧姆接触，减少接触电阻，从而提高硅太阳能电池的转换效率。同时，由于重金属类杂质在铝中的溶解度远大于硅，因此铝背场的吸杂特性能有效降低重金属对转换效率的不良影响。

由于背电极铝浆要覆盖太阳能电池硅片背面的绝大部分区域，且铝跟硅的热膨胀系数差异较大(铝：24×10^-6m/℃，硅：3×10^-6m/℃)，因此烧结后形成的硅-铝层很容易引起硅片翘曲变形等问题，造成后续硅片层压封装的困难。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种有效解决上述问题的背电极铝浆。

另外，还有必要提供一种上述背电极铝浆的制备方法。

一种硅太阳能电池用背电极铝浆，其包括粉体和有机载体，其中粉体的质量百分含量为75～85％，剩余的为有机载体，该粉体包括铝粉和无机玻璃相，其中粉体中铝粉的质量百分含量为95～98％，剩余的为无机玻璃相；该铝粉为表面包覆有氮化铝的球形铝粉，且铝粉的粒径分布为1～9μm；该无机玻璃相包括质量百分含量为10～40％的氧化铋，质量百分含量为5～15％的氧化硼，质量百分含量为20～40％的氧化硅，质量百分含量为5～40％的氧化锌，质量百分含量为0～5％的氧化铝，质量百分含量为0～2％的氧化锆，质量百分含量为0～1％的氧化锶及质量百分含量为0～15％的氧化锑。

一种硅太阳能电池用背电极铝浆的制备方法，其包括如下步骤：

(a)粉体的制备：

铝粉为表面包覆有氮化铝的的球形铝粉，按下述成份和配比制备铝粉：

粒径区间1：1～4μm，质量百分含量：1～15wt％；

粒径区间2：4～6μm，质量百分含量：20～60wt％；

粒径区间3：6～8μm，质量百分含量：20～60wt％；

粒径区间4：8～9μm，质量百分含量：0～30wt％；

按下述成份和配比制备无机玻璃相：

氧化铋：10～40wt％；

氧化硼：5～15wt％；

氧化硅：20～40wt％；

氧化锌：5～40wt％；

氧化铝：0～5wt％；

氧化锆：0～2wt％；

氧化锶：0～1wt％；

氧化锑：0～15wt％；

按铝粉的质量百分含量为95～98％，剩余的为无机玻璃相的配比分别称取铝粉和无机玻璃相，放入V型混料机进行混合，混料时间为8h；

(b)有机载体的制备

有机树脂：8～30wt％；

溶剂：70～90wt％；

消泡剂：0.5～1wt％；

增塑剂：1～5wt％；

表面活性剂：0.5～2wt％；

触变剂：0.5～2wt％；

按上述成份和配比关系制备有机载体，混合后搅拌并保持温度为100～120℃；

(c)背电极铝浆的制备

按粉体的质量百分含量为75～85％，剩余的为有机载体的比例将粉体与有机载体进行混合并搅拌，然后使用三辊研磨机进行研磨，三辊研磨机的辊距为80～150μm，研磨次数为5～10次。

本发明设计一种硅太阳能电池用背电极铝浆，通过选择特殊的无机玻璃相成份，能有效的减少烧结后铝背场和硅片间由于热膨胀系数不匹配造成的翘曲，并且铝背场表面光滑，无明显铝珠、铝包等不良。

具体实施方式

本发明较佳实施例的硅太阳能电池用背电极铝浆，其包括粉体和有机载体，其中背电极铝浆中粉体的质量百分含量为75～85％，剩余的为有机载体。粉体包括铝粉和无机玻璃相，其中粉体中铝粉的质量百分含量为95～98％，剩余的为无机玻璃相。

(1)铝粉